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  由于不受離子凝膠中離子液體的泄漏限制和水凝膠的水蒸發(fā)的影響，透明導(dǎo)電可拉伸的無液體鋰鹽彈性體（LSE）非常適用于作為柔性電子器件的基材。然而，目前具有高離子電導(dǎo)率的透明導(dǎo)電彈性體很少。研究人員通過離子液體的聚合或溶劑置換或者鹽溶解在可聚合的單體里的方式來實現(xiàn)離子導(dǎo)電的性能。但目前仍存在離子電導(dǎo)率低（<10^-1 S m^-1）、不透明、制備過程污染環(huán)境等問題。

  近日，何明輝教授團隊基于LiTFSI上豐富的氫鍵位點和鋰鍵位點，通過低共熔策略設(shè)計了鋰鹽型可聚合低共熔溶劑單體（lithium-salt polymerizable deep eutectic solvents , Li-PDES單體）。在不引入有機溶劑的情況下，通過鋰鹽型氫鍵供體（Li-HBDs，如（雙三氟甲烷磺酸亞胺鋰，LiTFSI））和可聚合氫鍵受體（HBA，如丙烯酸（AA）和馬來酸（MA）之間的氫鍵形成Li-PDES單體。選用基礎(chǔ)性能（機械、光學、自修復(fù)和電學性能）優(yōu)異的的LiTFSI-AA型Li-PDES單體（Li-PDES單體1），用于調(diào)節(jié)分子量的LiTFSI MA型Li-PDES單體（Li-PDES單體2）作為合成LSE的兩種主要單體。通過低共熔策略制備了具有一體化結(jié)構(gòu)的Li-PDES單體3，與其他鋰鹽彈性體制備策略（如聚合物中的鹽溶解）相比，該策略有助于材料分子水平上的結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能的微觀調(diào)控。除了一體化的Li-PDES單體的優(yōu)點之外，還對離子導(dǎo)體的離子導(dǎo)電機理進行了結(jié)構(gòu)的設(shè)計，制備了高離子導(dǎo)電的LSE。

圖4. LSE的力學性能與自愈合性能（a）不同類型鋰鹽彈性體的拉伸應(yīng)變曲線。（b） 四種鋰鹽彈性體的強度與韌性直方圖。（c） LSE（A_0.5M₁）7個循環(huán)的拉伸應(yīng)變圖。（d） 拉伸樣品的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)示意圖。LSE自愈能力的機械性能。（e）與LED串聯(lián)的LSE的電自愈的圖像。（f） LSE的電阻可以在0.06秒內(nèi)電信號能迅速恢復(fù)到其原始值。（h）原始鋰鹽彈性體和鋰鹽彈性體自修復(fù)6h、12h、24h和48h后的拉伸曲線。

  華南理工大學的何明輝副研究員基于可聚合低共熔的策略，通過將Li-PDES單體3（lithium-salt polymerizable deep eutectic solvents monomers 3）快速光聚合，獲得了具有高離子電導(dǎo)率的透明無液體的LSE。通過改變Li-PDES單體1與Li-PDES單體2的比例來調(diào)控整個LSE的整體性能。通過在彈性體結(jié)構(gòu)設(shè)計中引入氫鍵與鋰鍵，利用一體化的優(yōu)勢，制備了一種具有高離子導(dǎo)電性（1.43 S m^-1）的LSE。此外，該LSE還顯示出優(yōu)異的透明度（92.1%）和出色的自修復(fù)效率（高達91.02%）。由于其創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)和獨特的功能特性，LSE有望成為未來先進傳感器和可拉伸電子設(shè)備的多功能材料。

  論文地址：

  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.2c01759

  https://www.x-mol.com/paper/1595275864126754816?adv